CH713032B1 - Anordnung umfassend eine in einem vorgefertigten Rohrpfahl eingebettete Wärmeübertragungsleitung und Verfahren zum Einbau der Anordnung - Google Patents
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Abstract
Anordnung, umfassend eine in einen vorgefertigten Rohrpfahl (2) eingebettete Wärmeübertragungsleitung, wobei die Anordnung mehrere nebeneinander angeordnete vorgefertigte Rohrpfähle (2), Wärmeübertragungsrohrbestandteile (1, 4) und ein Pumpenaggregat (9) umfasst; wobei an beiden Seiten eines oberen Endes des vorgefertigten Rohrpfahls (2) geneigte Löcher (5) vorgesehen sind, und wobei an der Innenwand des Rohrpfahls ein Stift (6) angeordnet ist und am Stift ein Stahlblech platziert ist, und wobei eine Stahlblechstruktur mit dem Stahlblech verbunden ist; wobei die Wärmeübertragungsrohrbestandteile (1, 4) ein horizontales Wärmeübertragungsrohr (1) und ein senkrechtes Wärmeübertragungsrohr (4) umfassen, wobei ein Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs (1) mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr (4) verbunden ist und das andere Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs (1) mit dem Pumpenaggregat (9) verbunden ist, und wobei das andere Ende des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) ebenfalls mit dem Pumpenaggregat (9) verbunden ist, wobei das horizontale Wärmeübertragungsrohr (1) in der Stahlblechstruktur eingebettet und durch diese befestigt ist, wobei ein eingebetteter Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) durch die geneigten Löcher (5) hindurchgeht und durch eine Stahlstabhalterung (3) im Inneren des vorgefertigten Rohrpfahls (2) befestigt ist; und wobei die Verbindung der Wärmeübertragungsbestandteile (1, 2) der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle (2) eine Reihenverbindung und eine Parallelverbindung umfasst. Die vorliegende Erfindung benötigt wenig Aufwand und weist eine gute Baueffizienz auf. Darüber hinaus kann das Rohr erfolgreich eingebaut werden.
Description
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Fundaments der Gebäudepfähle und der Erdwärmepumpe, insbesondere eine Anordnung umfassend eine in einen vorgefertigten Rohrpfahl eingebettete Wärmeübertragungsleitung und ein Verfahren zum Einbau der Anordnung.
STAND DER TECHNIK
[0002] Die Technik der Erdwärmepumpe ist eine Form der Technik zum effizienten energiesparenden Verwenden der flachen geothermischen Ressourcen. Als wichtiger Bestandteil der Erdwärmepumpe ist der Erfolg der Einbettung des Wärmeübertragungsrohrs von großer Bedeutung für die Wärmeübertragungseffizienz. Seit den letzten Jahren legen die Forscher allmählich einen großen Wert auf die Energiepfahltechnik, bei der die Pfahlbasis als Träger für unterirdisch eingebettete Rohre verwendet wird, um die beiden Funktionen - Tragen der oberen Last und Wärmeübertragung - zu kombinieren. Nach verschiedenen Bauverfahren der Pfahlbasis kann die Erdwärmepumpentechnik mit im Pfahl eingebettetem Rohr hauptsächlich in zwei Arten aufgeteilt werden - Einbettung im eingegossenen Pfahl und Einbettung im vorgefertigten Rohrpfahl.
[0003] Das Patent „ein PCC (Rohrpfahl mit großem Durchmesser unter Verwendung von Beton am Ort) Energiepfahl und Herstellungsverfahren davon“ (Patentnummer: ZL201210298385.5) offenbart ein Einbettungsverfahren des Rohrs, bei dem ein innerer Hohlraum des PCC Rohrpfahl mit wärmeleitfähiger Flüssigkeit gefüllt ist und anschließend ein offenes oder geschlossenes Wärmeübertragungsrohr eingesteckt ist. Mit dem Verfahren der Technik kann die Wärmeaustauscheffizienz verbessert werden, aber das Ausgraben der Pfahlkernerde des PCC-Pfahls bringt relativ eine große Menge an Arbeiten.
[0004] Das Patent „ein hexagonaler vorgefertigter Energiepfahl und sein Herstellungsverfahren“ (Anmeldenummer: 201310442139.7) offenbart ein Herstellungsverfahren, bei dem während des Vorfertigungsprozesses des vorgefertigten Pfahls ein Wärmeübertragungsrohr im Pfahlkörper eingebettet ist. Die technische Lösung verbessert die Baueffizienz am Ort, während die Schwierigkeit der Vorfertigung erhöht wird.
[0005] Das Patent „ein hohler Wärmeaustauschpfahl und Bauverfahren davon“ (Anmeldenummer: 201510057071.X) offenbart ein Bauverfahren, bei dem ein Erdwärmepumpe-Wärmeübertragungsrohr in der Pfahlkernerde des geöffneten hohlen Pfahls eingebettet ist; die Technik löst wirksam das Problem mit der Steuerung der Einbettungstiefe des Wärmeübertragungsrohrs und das Problem damit, dass während des Nachfüllungsprozesses der Pfahlkernerde die Nachfüllungsdichte der Pfahlkernerde nicht einfach zu steuern ist und somit die Wärmeübertragungseffizienz beeinträchtigt wird, aber während des Einbettungsprozesses kann das Wärmeübertragungsrohr ziehend gebrochen werden, oder die Festigkeit des Wärmeübertragungsrohrs soll erhöht werden, um es sicherzustellen, dass das Wärmeübertragungsrohr nicht ziehend gebrochen wird, so dass die Herstellungskosten erhöht werden; darüber hinaus hat das Verfahren das Problem mit der Verbindungsverarbeitung zwischen dem an der Spitze des Pfahls befindlichen senkrechten Wärmeübertragungsrohr und dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr am Oberteil nicht gelöst.
[0006] Die Einbettung des Wärmeübertragungsrohr innerhalb des vorgefertigten Rohrpfahls hat in der Regel zwei technische Schwierigkeiten: (1) im vorgefertigten Pfahlkörper bestehen Schlamm, Erde und andere Fremdkörper, dabei kann das Wärmeübertragungsrohr nicht effektiv auf die vorgesehene Tiefe angeordnet werden und die gestaltete eingebettete Pfahlform erreichen; (2) wenn der vorgefertigte Rohrpfahl mit dem am Oberteil befindlichen Trägertisch oder Floßplatte verbunden ist, kann das Wärmeübertragungsrohr leicht beschädigt werden; nämlich wird im Pfahlkern das Beton mit bestimmter Tiefe eingegossen, und der Stahlstab wird eingesteckt und mit der oberen Struktur verankernd verbunden, was zu einer Verbindungsschwierigkeit zwischen dem an der Spitze des Pfahls befindlichen senkrechten Wärmeübertragungsrohr und dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr führen kann.
[0007] Die derzeit bestehenden herkömmlichen Bauverfahren zum Einbetten des Wärmeübertragungsrohrs im vorgefertigten Rohrpfahl sind mit den beiden obigen technischen Schwierigkeiten konfrontiert; und während des Nachfüllungsprozesses der Pfahlkernerde ist die Nachfüllungsdichte der Pfahlkernerde nicht einfach zu steuern und wird somit die Wärmeübertragungseffizienz beeinträchtigt. Aufgrund dessen ist es insbesondere notwendig, eine angemessene, wirtschaftliche und effiziente Technik zum Einbetten eines Erdwärmepumpe-Wärmeübertragungsrohrs im vorgefertigten Rohrpfahl zu entwickeln.
KURZBESCHREIBUNG
[0008] Objekt der Erfindung: Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Mängel aus dem Stand der Technik zu lösen und eine angemessene, wirtschaftliche und effiziente Technik zum Einbetten eines Erdwärmepumpe-Wärmeübertragungsrohrs im vorgefertigten Rohrpfahl zu entwickeln.
[0009] Technische Lösung: die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend eine in mehrere vorgefertigte Rohrpfähle eingebettete Wärmeübertragungsleitung, wobei die Anordnung mehrere nebeneinander angeordnete vorgefertigte Rohrpfähle, eine Wärmeübertragungsrohrbestandteile und ein Pumpenaggregat umfasst; wobei eine Bodendichtung für den Bodenabschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls durchgeführt ist, und wobei an beiden Seiten des Kopfabschnitts des vorgefertigten Rohrpfahls geneigte Löcher vorgesehen sind, und wobei an der Innenwand des Rohrpfahls ein Stift angeordnet ist, und wobei am Stift ein Stahlblech platziert ist, und wobei am Stahlblech eine Stahlblechstruktur gebunden ist; und wobei die Wärmeübertragungsrohranordnung ein horizontales Wärmeübertragungsrohr und ein senkrechtes Wärmeübertragungsrohr umfasst, und wobei ein Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr verbunden ist, und wobei das andere Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs mit dem Pumpenaggregat verbunden ist, und wobei das andere Ende des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs ebenfalls mit dem Pumpenaggregat verbunden ist, und wobei gleichzeitig das horizontale Wärmeübertragungsrohr durch die Stahlblechstruktur eingebettet und befestigt ist, und wobei der eingebettete Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs durch die geneigte Löcher hindurchgeht und dann durch die Stahlstabhalterung im Inneren des vorgefertigten Rohrpfahls befestigt ist; und wobei das Verbindungsverfahren der Wärmeübertragungsrohranordnung im Inneren der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle eine Reihenverbindung oder eine Parallelverbindung umfasst.
[0010] Bevorzugt sind der Pfahlboden des vorgefertigten Rohrpfahls und der Stahlbeton zusammen vorgefertigt; wobei der vorgefertigte Rohrpfahl ein vorgespannter Betonrohrpfahl ist, und wobei der Außendurchmesser des Pfahlkörpers des vorgefertigten Rohrpfahls 600-800 mm beträgt, und wobei der Innendurchmesser 300-400 mm beträgt, und wobei die Länge des Pfahlkörpers des vorgefertigten Rohrpfahls 7-12 m beträgt.
[0011] Bevorzugt sind die geneigten Löcher Rundlöcher, wobei das Loch einen Durchmesser von 25-40 mm hat, und wobei das jeweilige geneigte Loch mit einem niedrigeren Inneren und einem höheren Äußeren angeordnet ist und einen Neigungswinkel von 0-60° hat, und wobei an der Innenwand des Rohrpfahls befindliche 7 Punkte der geneigten Löcher einen Abstand von 400-800 mm zum oberen Pfahlende haben, und wobei die beiden geneigten Löcher V-förmig symmetrisch angeordnet sind.
[0012] Bevorzugt sind das horizontale Wärmeübertragungsrohr und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr jeweils aus Polyethylen hergestellt; wobei bei einer Reihenverbindung der Wärmeübertragungsrohranordnungen im horizontalen Inneren der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle das horizontale Wärmeübertragungsrohr und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr mit jeweils einem Außendurchmesser von 20-40 mm und einer Wanddicke von 5-8 mm miteinander identisch sind; und wobei bei einer Parallelverbindung der Wärmeübertragungsrohranordnungen im horizontalen Inneren der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle das horizontale Wärmeübertragungsrohr einen Außendurchmesser von 30-50 mm und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr einen Außendurchmesser von 20-40 mm hat und die beiden eine Wanddicke von jeweils 5-8 mm haben; und wobei die Form des eingebetteten Abschnitts des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs eine Einzel-U-Form, eine Doppel-U-Form, eine W-Form und eine Spiralform umfasst.
[0013] Bevorzugt ist der Stift durch Vierkantstahl hergestellt und hat eine Breite und eine Dicke jeweils von 20-30 mm sowie eine Länge von 100-150 mm, wobei die im vorgefertigten Rohrpfahl verankerte Länge des Stifts 50-100 mm und sein Abstand zum oberen Pfahlende 200-300 mm beträgt.
[0014] Bevorzugt ist das Stahlblech kreisförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser 300-400 mm und die Dicke 5-10 mm beträgt, und wobei das Stahlblech zur Innenwand des vorgefertigten Rohrpfahls tangential ist.
[0015] Bevorzugt umfasst die Stahlstabhalterung vier senkrechte Stahlstäbe und vier radiale Stahlstäbe; wobei die senkrechten Stahlstäbe einen Durchmesser von 10-20 mm haben und alle zwei von ihnen mit einem identischen Abstand zueinander symmetrisch verteilt sind und der Abstand zwischen den beiden 200-300 mm beträgt; und wobei alle zwei radialen Stahlstäbe ebenfalls mit einem identischen Abstand zueinander in einer kreuzförmigen Anordnung verteilt sind und einen Durchmesser von 10-20 mm haben, und wobei die Länge zur Innenwand des Rohrpfahls tangential ist und 300-400 mm beträgt, und wobei die radialen Stahlstäbe mit einem identischen Abstand von 200-300 mm entlang den senkrechten Stahlstäben verteilt sind; und wobei am Verbindungsknoten zwischen den senkrechten Stahlstäben und radialen Stahlstäben eine Bindeverbindung oder eine Schweißverbindung hergestellt ist.
[0016] Die vorliegende Erfindung offenbart weiter ein Einbettungsverfahren des Wärmeübertragungsrohrs, das in einem vorgefertigten Rohrpfahl eingebettet ist; umfassend folgende Schritte: (1) Vorfertigungsprozess des vorgefertigten Rohrpfahls: der Boden des Stahlbetons und der Bodenabschnitt des Rohrpfahls werden zusammen vorgefertigt, wobei seitlich des Abschnitts am oberen Pfahlende des Rohrpfahls geneigte Löcher vorgesehen sind, und wobei die geneigten Löcher derart angeordnet sind, dass sie ein niedrigeres Innere und ein höheres Äußere haben; und wobei an einer Position der Innenwand des Pfahls mit einem Abstand von 200-300 mm zum Pfahlkopf des Rohrpfahls ein Stift angeordnet ist; und wobei andere Vorfertigungsprozesse des Pfahlkörpers identisch mit den Vorfertigungsprozessen der herkömmlichen Rohrpfähle sind; (2) Einbettungsverfahren zum Binden und Befestigen des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs mit einer Stahlstabhalterung: alle zwei von vier senkrechten Stahlstäben sind mit einem identischen Abstand zueinander symmetrisch angeordnet, wobei dann vier radiale Stahlstäbe in einer kreuzförmigen Anordnung verteilt sind und an dem Kontaktknoten zwischen den radialen und senkrechten Stahlstäben eine Bindeverbindung oder eine Schweißverbindung hergestellt ist; und wobei anschließend durch die Bindeverbindung zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr und den senkrechten Stahlstäben sowie radialen Stahlstäben der eingebettete Abschnitt des Hauptkörpers des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs an der Stahlstabhalterung befestigt ist, und wobei die Form des eingebetteten Abschnitts des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs eine Einzel-U-Form, eine Doppel-U-Form, eine W-Form und eine Spiralform umfasst; (3) Versenken des Pfahls: mit einem Verfahren des statischen Drucks oder einem Vibrationsverfahren werden die jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle nacheinander in der Erde versenkt, wobei die Pfahlverbindungsarbeiten zwischen den jeweiligen Rohrknoten durchgeführt werden; (4) Einbetten des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs: nach Beenden des Baus der Pfahlknoten aller vorgefertigten Rohrpfähle wird die Pfahlumgebungserde des Pfahlabschnitts am oberen Ende des Rohrpfahls ausgegraben, wobei die geneigten Löcher des Rohrpfahls am oberen Ende des Rohrpfahls gereinigt werden; und wobei die schon mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr gebundene Stahlstabhalterung wird bis zur Designtiefe versenkt wird, und wobei das senkrechte Wärmeübertragungsrohr durch die geneigten Löcher des Rohrpfahls hinausgeführt, und wobei die an der Einlass- und Auslasskontaktstelle zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr und den geneigten Löchern des Rohrpfahls befindliche Außenseite des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs durch einen Schaumstoff gebunden und geschützt wird, um einen Verschleiß zu verhindern; und wobei gleichzeitig ein außerhalb des Rohrpfahls und der oberen Struktur exponierte Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs mit einer Schicht von wärmedämmendem Material umhüllt ist; (5) Die Bauschritte (3) und (4) werden wiederholt, um den Bau der Pfahlknoten der mehreren vorgefertigten Rohrpfähle und die Platzierung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs zu beenden, wobei eine Wasserdurchgangsregelung für das senkrechte Wärmeübertragungsrohr durchgeführt und die Dichtheit des eingebetteten senkrechten Wärmeübertragungsrohrs geprüft wird; und wobei anschließend das Innere des vorgefertigten Rohrpfahls mit Wasser oder Öl gefüllt wird, welches als Wärmeübertragungsmedium zwischen dem Wärmeübertragungsrohr und dem vorgefertigten Rohrpfahl verwendet wird; (6) Durchführen des Baus der Verankerung an der Verbindungsstelle zwischen der oberen Struktur und dem vorgefertigten Rohrpfahl: auf dem Stift am Kopfabschnitt des vorgefertigten Pfahls ist ein Stahlblech mit einem gleichen Durchmesser wie die Innenwand des Rohrpfahls platziert, wobei anschließend Verankerungsstahlstäbe und Stahlstäbe der oberen Struktur gebunden werden, und wobei mittels der Stahlblechstruktur das horizontale Wärmeübertragungsrohr gebunden und eingebettet wird; und wobei dann das senkrechte Wärmeübertragungsrohr in die obere Struktur hinausgeführt und mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr verbunden wird, und wobei die obere Struktur einen Trägertisch, ein Floss und eine Platte umfasst; (7) Bau der oberen Struktur: Eingießen des Betons am Geschehensort, um den Pfahlkern des Rohrpfahls des Oberteils des Stifts und die obere Struktur voll zu füllen; (8) Anordnen eines mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr verbundenen externen Wassersammlers und einer Pumpenmaschine, um eine Wasserdurchgangsregelung für das gesamte Wärmeübertragungsrohrsystem durchzuführen und die Wasserdurchgangsvollständigkeit des Wärmeübertragungsrohrs zu prüfen; wobei die Einbettung des Wärmeübertragungsrohrs im gesamten vorgefertigten Rohrpfahl und seine Verbindung mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr abgeschlossen werden.
[0017] Bevorzugt wird im Schritt (4) häufig ein poröses oder faseriges wärmedämmendes Material verwendet, einschließlich Schlackenwolle und Styropor, wobei die Umhüllungsschicht eine Dicke von 5 bis 10 mm hat.
[0018] Im Vergleich zum Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung folgende Vorteile: (1) Mit der Anordnung der Bodendichtung des Rohrpfahlbodenabschnitts in der vorliegenden Erfindung kann das Problem überwunden werden, dass Schlamm im Körper des vorgefertigten Pfahls besteht und es dazu führt, dass das senkrechte Wärmeübertragungsrohr nicht zur Designtiefe wirksam angeordnet sein kann; (2) In der vorliegenden Erfindung wird der Pfahlkern des vorgefertigten Rohrpfahls im Stahlstabskelett eingesteckt, dadurch kann ein Problem mit der fest entwickelten Form des im Pfahl eingebetteten Rohrs gelöst werden; mit den geneigten Löchern am Endabschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls kann die Bauschwierigkeit gelöst werden, dass bei einem am oberen Ende des Rohrpfahls durchgeführten Bau das senkrechte Wärmeübertragungsrohr am Kopfabschnitt des vorgefertigten Pfahlkörpers und der Verbindungsabschnitt mit horizontaler Wärmeübertragung anfällig für eine Beschädigung sind; (3) Die vorliegende Erfindung überwindet weiter das Problem damit, dass beim Einbetten des Wärmeübertragungsrohrs des herkömmlichen vorgefertigten Rohrpfahls die Erde eine niedrige Nachfüllungsdichte hat und somit die Wärmeübertragungseffizienz beeinträchtigt wird, mit der Verbindung der Wärmeübertragungsrohre zwischen den mehreren vorgefertigten Rohrpfählen kann die Ausbeute der Wärmeübertragung der Rohrpfähle verbessert werden.Zusammenfassend gesagt, benötigt die vorliegende Erfindung eine niedrige Aufwendung und eine gute Baueffizienz, darüber hinaus die Einbettung des Rohrs eine hohe Erfolgsrate hat.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0019] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der in Reihen geschalteten Anordnung der Wärmeübertragungsrohranordnungen der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle in der vorliegenden Erfindung; Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der parallel geschalteten Anordnung der Wärmeübertragungsrohranordnungen der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle in der vorliegenden Erfindung; Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs in einer Einzel-U-Form und des Inneren des Rohrpfahls zum Einbetten des Rohrs. Figur 4 zeigt eine A-A Schnittansicht gemäß Figur 3. Figur 5 zeigt eine B-B Schnittansicht gemäß Figur 3. Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs in einer Spiralform und des Inneren des Rohrpfahls zum Einbetten des Rohrs. Figur 7 zeigt eine A-A Schnittansicht gemäß Figur 6. Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs in einer Doppel-U-Form und des Inneren des Rohrpfahls zum Einbetten des Rohrs. Figur 9 zeigt eine A-A Schnittansicht gemäß Figur 8.
Bezugszeichenliste
[0020] 1 Horizontales Wärmeübertragungsrohr 2 Vorgefertigtes Rohrpfahl 3 Stahlstabhalterung 4 Senkrechtes Wärmeübertragungsrohr 5 Geneigte Löcher 6 Stift 7 Stahlblech 8 Wassersammler 9 Pumpenaggregat
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
[0021] Im Folgenden wird die technische Lösung der vorliegenden Erfindung anhand zweier Ausführungsformen näher erläutert. Diese Ausführungsformen sollen den gemäss den Ansprüchen definierten Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken.
[0022] Wie in Figuren 1 und 2 dargestellt, ein im Pfahlinneren eines vorgefertigten Rohrpfahls 2 eingebettetes Wärmeübertragungsrohr, umfassend mehrere nebeneinander angeordnete vorgefertigte Rohrpfähle 2, eine Wärmeübertragungsrohranordnung und ein Pumpenaggregat 9; wobei eine Bodendichtung für den Bodenabschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 durchgeführt ist, und wobei an beiden Seiten des Kopfabschnitts des vorgefertigten Rohrpfahls 2 geneigte Löcher 5 vorgesehen sind, und wobei an der Innenwand des Rohrpfahls ein Stift 6 angeordnet ist, und wobei am Stift 6 ein Stahlblech 7 platziert ist, und wobei am Stahlblech 7 eine Stahlblechstruktur gebunden ist; und wobei die Wärmeübertragungsrohranordnung ein horizontales Wärmeübertragungsrohr 1 und ein senkrechtes Wärmeübertragungsrohr 4 umfasst, und wobei ein Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs 1 mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 verbunden ist, und wobei das andere Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs 1 mit dem Pumpenaggregat 9 verbunden ist, und wobei das andere Ende des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 ebenfalls mit dem Pumpenaggregat 9 verbunden ist, und wobei gleichzeitig das horizontale Wärmeübertragungsrohr 1 durch die Stahlblechstruktur eingebettet und befestigt ist, und wobei der eingebettete Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 durch die geneigten Löcher 5 hindurchgeht und dann durch die Stahlstabhalterung 3 im Inneren des vorgefertigten Rohrpfahls 2 befestigt ist; und wobei das Verbindungsverfahren der Wärmeübertragungsrohranordnung im Inneren der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle 2 eine Reihenverbindung und eine Parallelverbindung umfasst.
[0023] Dabei ist das horizontale Wärmeübertragungsrohr 1 in der oberen Struktur des vorgefertigten Rohrpfahls 2 eingebettet, dabei ist der vorgefertigte Rohrpfahl 2 kreisförmig, und eine Bodendichtung für den Bodenabschnitt des Rohrpfahls durchgeführt, mit der Stahlstabhalterung 3 wird der eingebettete Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 befestigt, nach Hinausführen durch die geneigten Löcher 5 ist das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 in der oberen Struktur (Trägertisch, Platte oder Floss), um eine verankernde Verbindung zwischen dem oberen Ende des Rohrpfahls und der oberen Struktur zu vermeiden; die Verbindung der horizontalen Wärmeübertragungsrohre 1 zwischen den mehreren vorgefertigten Rohrpfählen 2 kann durch eine Reihenverbindung oder Parallelverbindung realisiert werden.
[0024] Das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 ist an der Stahlstabhalterung 3 befestigt, nach Versenken der Pfähle kann es mit der Stahlstabhalterung 3 zusammen im Pfahlkern eingesteckt werden, dabei kann die Stahlstabhalterung 3 während der Verwendung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 das Eigengewicht des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 und der Wärmeübertragungsflüssigkeit tragen; mit der Anordnung der geneigten Löcher 5 wird die Verbindung zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 und dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 erleichtert werden, um es zu verhindern, dass während des Bauprozesses der Verankerung des oberen Endes des Rohrpfahls das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 beschädigt wird, gleichzeitig sind der Wassersammler 8 und das Pumpenaggregat 9 an einer Seite der gesamten Basis angeordnet, dadurch wird die gesamte Tragfähigkeit der Pfahlbasis verringert, und die Einbettung des Rohrs hat eine hohe Erfolgsrate.
Erste Ausführungsform
[0025] Einbettungsverfahren eines im vorgefertigten Rohrpfahl 2 eingebetteten Wärmeübertragungsrohrs: Erstens. Während des Vorfertigungsprozesses des vorgefertigten Rohrpfahls 2 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser des vorgefertigten Rohrpfahls 800 mm und der Innendurchmesser 400 mm) wird eine Bodendichtung für den Bodenabschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 durchgeführt, und seitlich des Kopfabschnitts sind geneigte Löcher 5 vorgesehen (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Lochs 40 mm und der Winkel 30°, der Abstand zum oberen Ende des Rohrpfahls beträgt 500 mm), wobei die geneigten Löcher 5 derart angeordnet sind, dass sie ein niedrigeres Innere und ein höheres Äußere haben; und wobei an einer Position der Innenwand des vorgefertigten Rohrpfahls 2 mit einem Abstand von 300 mm zum Pfahlkopf ein Stift 6 angeordnet ist (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Größe des Stifts 6 30×30×150 mm, die im Pfahlkörper verankerte Länge beträgt 80 mm); das gleiche Verfahren wird zur Herstellung weiterer vorgefertigter Rohrpfähle 2 angewendet.
[0026] Zweitens erfolgt das Einbettungsverfahren (in der vorliegenden Ausführungsform wird eine U-Form verwendet) zum Binden und Befestigen des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser 30 mm und die Dicke 8 mm) mit einer Stahlstabhalterung 3 im vorgefertigten Rohrpfahl 2: alle zwei von vier senkrechten Stahlstäben (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser 20 mm und der Abstand zwischen allen zwei 200 mm) sind mit einem identischen Abstand zueinander symmetrisch angeordnet, wobei vier radiale Stahlstäbe (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser 10 mm) in einer kreuzförmigen Anordnung verteilt sind und an dem Kontaktknoten zu den senkrechten Stahlstäben jeweils eine Bindeverbindung hergestellt ist; durch die Bindung zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 und den senkrechten und radialen Halterungsstahlstäben wird das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 mit dem voreingestellten Einbettungsverfahren (in der vorliegenden Ausführungsform wird eine U-Form verwendet) an der Stahlstabhalterung 3 befestigt.
[0027] Anschließend wird mit einem Verfahren des statischen Drucks oder einem Vibrationsverfahren (in der vorliegenden Ausführungsform: statischer Druck) der Pfahl versenkt, um den Rohrabschnitt des ersten vorgefertigten Rohrpfahls 2 in die Erde zu versenken, nach Versenken einer bestimmten Tiefe ist der Pfahlkopf des nicht versenkten Pfahlsegments 0,5 m höher als der Boden. Nach fertigem Bau des ersten Abschnitts des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird der zweite Abschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 zum Kopfabschnitt des ersten Abschnitts des vorgefertigten Rohrpfahls 2 bewegt. Nachdem bestätigt wurde, dass die Achsen der Pfahlkörperabschnitte identisch sind, werden die zwei Pfahlabschnitte miteinander verschweißt; der zweite Abschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird in die Erde versenkt; die obigen Schritte werden wiederholt, um den Bau der Pfahlabschnitte aller vorgefertigten Rohrpfähle 2 abzuschließen.
[0028] Dann wird die Pfahlumgebungserde des Pfahlabschnitts am oberen Ende des vorgefertigten Rohrpfahls 2 gegraben, und die geneigten Löcher 5 am oberen Ende des vorgefertigten Rohrpfahls 2 werden gereinigt; die schon mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 gebundene Stahlstabhalterung 3 wird bis zur Designtiefe versenkt, und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser 30 mm und die Dicke 8 mm) wird durch die geneigten Löcher 5 des vorgefertigten Rohrpfahls 2 hinausgeführt, an der Einlass- und Auslasskontaktstelle zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 und den geneigten Löchern 5 des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird die Außenseite des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 durch einen Schaumstoff gebunden und geschützt, um einen Verschleiß zu verhindern; und ein außerhalb des vorgefertigten Rohrpfahls 2 und der oberen Struktur exponierte Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 wird mit einer Schicht von wärmedämmendem Material umhüllt (in der vorliegenden Ausführungsform wird die Schlackenwolle verwendet und die Dicke beträgt 10 mm); die Bauschritte werden wiederholt, um den Bau der Pfahlknoten der mehreren vorgefertigten Rohrpfähle 2 und die Platzierung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 zu beenden (in der vorliegenden Ausführungsform besteht eine Verbindung der Reihenverbindung zwischen den senkrechten Wärmeübertragungsrohren 4 der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle), das Innere des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird mit Wasser oder Öl (in der vorliegenden Ausführungsform: Wasser) gefüllt, welches als Wärmeübertragungsmedium zwischen dem Wärmeübertragungsrohr und dem vorgefertigten Rohrpfahl 2 verwendet wird; wobei eine Wasserdurchgangsregelung für das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 durchgeführt und die Dichtheit des eingebetteten senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 geprüft wird.
[0029] Nach Beenden der Regelung wird ein Bau der Verankerung der Verbindungsstelle zwischen der oberen Struktur (in der vorliegenden Ausführungsform: Trägertisch) und dem vorgefertigten Rohrpfahl 2 durchgeführt: auf dem Stift 6 am Kopfabschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 ist ein Stahlblech 7 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser 400 mm und die Dicke 10 mm) mit einem gleichen Durchmesser wie die Innenwand des vorgefertigten Rohrpfahls 2 platziert, wobei anschließend Verankerungsstahlstäbe und Stahlstäbe der oberen Struktur gebunden werden, und wobei mittels der Stahlblechstruktur das horizontale Wärmeübertragungsrohr 1 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser 30 mm und die Dicke 8 mm) gebunden und eingebettet wird; und wobei dann das senkrechte Wärmeübertragungsrohr in den Trägertischhinausgeführt und mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 verbunden wird.
[0030] Am Ende wird der Bau der oberen Trägertischstruktur durchgeführt: Eingießen des Betons am Geschehensort, um den Pfahlkern des vorgefertigten Rohrpfahls 2 des Oberteils des Stifts und die obere Struktur voll zu füllen; Anordnen eines mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 verbundenen externen Wassersammlers 8 und eines Pumpenaggregats 9; um eine Wasserdurchgangsregelung für das gesamte Wärmeübertragungsrohrsystem durchzuführen und die Wasserdurchgangsvollständigkeit des Wärmeübertragungsrohrs zu prüfen; wobei die Einbettung des Wärmeübertragungsrohrs im gesamten vorgefertigten Rohrpfahl 2 und seine Verbindung mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 abgeschlossen werden.
Zweite Ausführungsform
[0031] Einbettungsverfahren eines im vorgefertigten Rohrpfahl 2 eingebetteten Wärmeübertragungsrohrs: Während des Vorfertigungsprozesses des vorgefertigten Rohrpfahls 2 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser des vorgefertigten Rohrpfahls 700 mm und der Innendurchmesser 300 mm) wird eine Bodendichtung für den Bodenabschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 durchgeführt, und seitlich des Kopfabschnitts sind geneigte Löcher 5 vorgesehen (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Lochs 40 mm und der Winkel 30°, der Abstand zum oberen Ende des Rohrpfahls beträgt 500 mm), wobei die geneigten Löcher 5 derart angeordnet sind, dass sie ein niedrigeres Innere und ein höheres Äußere haben; und wobei an einer Position der Innenwand des vorgefertigten Rohrpfahls 2 mit einem Abstand von 300 mm zum Pfahlkopf ein Stift 6 angeordnet ist (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Größe des Stifts 6 30×30×150 mm, die im Pfahlkörper verankerte Länge beträgt 100 mm); dabei stellt andere Vorfertigungsprozesse des vorgefertigten Rohrpfahls 2 das herkömmliche vorgespannte Bauverfahren dar.
[0032] Zweitens erfolgt das Einbettungsverfahren (in der vorliegenden Ausführungsform wird eine Spiralform verwendet) zum Binden und Befestigen des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser 30 mm und die Dicke 8 mm) mit einer Stahlstabhalterung 3 im vorgefertigten Rohrpfahl 2: alle zwei von vier radialen Stahlstäben (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser 20 mm und der Abstand zwischen allen zwei 200 mm) sind mit einem identischen Abstand zueinander symmetrisch angeordnet, wobei vier radiale Stahlstäbe (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser 10 mm) in einer kreuzförmigen Anordnung verteilt sind und an dem Kontaktknoten zu den senkrechten Stahlstäben jeweils eine Bindeverbindung hergestellt ist; durch die Bindung zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 und den senkrechten und radialen Halterungsstahlstäben wird das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 mit dem voreingestellten Einbettungsverfahren (in der vorliegenden Ausführungsform wird eine Spiralform verwendet) an der Stahlstabhalterung 3 befestigt.
[0033] Anschließend wird mit einem Verfahren des statischen Drucks oder einem Vibrationsverfahren (in der vorliegenden Ausführungsform: Vibration) der Pfahl versenkt, um den Rohrabschnitt des ersten vorgefertigten Rohrpfahls 2 in die Erde zu versenken, nach Versenken einer bestimmten Tiefe ist der Pfahlkopf des nicht versenkten Pfahlsegments 0,5 m höher als der Boden. Nach fertigem Bau des ersten Abschnitts des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird der zweite Abschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 zum Kopfabschnitt des ersten Abschnitts des vorgefertigten Rohrpfahls 2 bewegt. Nach dem bestätigt wurde, dass die Achsen der Pfahlkörperabschnitte identisch sind, werden die zwei Pfahlabschnitte miteinander verschweißt; der zweite Abschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird in die Erde versenkt; die obigen Schritte werden wiederholt, um den Bau der Pfahlabschnitte aller vorgefertigten Rohrpfähle 2 abzuschließen.
[0034] Dann wird die Pfahlumgebungserde des Pfahlabschnitts am oberen Ende des vorgefertigten Rohrpfahls 2 gegraben, und die geneigten Löcher 5 des vorgefertigten Rohrpfahls 2 am oberen Ende des Rohrpfahls werden gereinigt; die schon mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 gebundene Stahlstabhalterung 3 wird bis zur Designtiefe versenkt, und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser 30 mm und die Dicke 8 mm) wird durch die geneigten Löcher 5 des vorgefertigten Rohrpfahls 2 hinausgeführt, an der Einlass- und Auslasskontaktstelle zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr 4 und den geneigten Löchern 5 des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird die Außenseite des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 durch einen Schaumstoff gebunden und geschützt, um einen Verschleiß zu verhindern; und ein außerhalb des vorgefertigten Rohrpfahls 2 und der oberen Struktur exponierte Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 wird mit einer Schicht von wärmedämmendem Material umhüllt (in der vorliegenden Ausführungsform wird die Schlackenwolle verwendet und die Dicke beträgt 10 mm); die Bauschritte werden wiederholt, um den Bau der Pfahlknoten der mehreren vorgefertigten Rohrpfähle 2 und die Platzierung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4zu beenden (in der vorliegenden Ausführungsform besteht eine Verbindung der Reihenverbindung zwischen den senkrechten Wärmeübertragungsrohren 4 der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle), das Innere des vorgefertigten Rohrpfahls 2 wird mit Wasser oder Öl (in der vorliegenden Ausführungsform: Öl) gefüllt, welches als Wärmeübertragungsmedium zwischen dem Wärmeübertragungsrohr und dem vorgefertigten Rohrpfahl 2 verwendet wird; wobei eine Wasserdurchgangsregelung für das senkrechte Wärmeübertragungsrohr 4 durchgeführt und die Dichtheit des eingebetteten senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 geprüft wird.
[0035] Nach Beenden der Regelung wird ein Bau der Verankerung der Verbindungsstelle zwischen der oberen Struktur (in der vorliegenden Ausführungsform: Floßplatte) und dem vorgefertigten Rohrpfahl 2 durchgeführt: auf dem Stift 6 am Kopfabschnitt des vorgefertigten Rohrpfahls 2 ist ein Stahlblech 7 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser 400 mm und die Dicke 10 mm) mit einem gleichen Durchmesser wie die Innenwand des vorgefertigten Rohrpfahls 2 platziert, wobei anschließend Verankerungsstahlstäbe und Stahlstäbe der oberen Struktur gebunden werden, und wobei mittels der Stahlblechstruktur das horizontale Wärmeübertragungsrohr 1 (in der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser 30 mm und die Dicke 8 mm) gebunden und eingebettet wird; und wobei dann das senkrechte Wärmeübertragungsrohr in den Trägertischhinausgeführt und mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 verbunden wird.
[0036] Am Ende wird der Bau der oberen Trägertischstruktur durchgeführt: Eingießen des Betons am Geschehensort, um den Pfahlkern des vorgefertigten Rohrpfahls 2 des Oberteils des Stifts und die obere Struktur voll zu füllen; Anordnen eines mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 verbundenen externen Wassersammlers 8 und eines Pumpenaggregats 9; um eine Wasserdurchgangsregelung für das gesamte Wärmeübertragungsrohrsystem durchzuführen und die Wasserdurchgangsvollständigkeit des Wärmeübertragungsrohrs zu prüfen; wobei die Einbettung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs 4 im gesamten vorgefertigten Rohrpfahl 2 und seine Verbindung mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr 1 abgeschlossen werden.
Claims (9)
1. Anordnung, umfassend eine in mehrere vorgefertigte Rohrpfähle (2) eingebettete Wärmeübertragungsleitung, wobei die Anordnung mehrere nebeneinander angeordnete vorgefertigte Rohrpfähle (2), Wärmeübertragungsrohrbestandteile (1, 4) und ein Pumpenaggregat (9) umfasst;
wobei an beiden Seiten eines oberen Endes eines vorgefertigten Rohrpfahls (2) geneigte Löcher (5) vorgesehen sind, und wobei an der Innenwand des Rohrpfahls ein Stift (6) angeordnet ist und am Stift ein Stahlblech (7) platziert ist, und wobei eine Stahlblechstruktur mit dem Stahlblech (7) verbunden ist;
wobei die Wärmeübertragungsrohrbestandteile (1, 4) ein horizontales Wärmeübertragungsrohr (1) und ein senkrechtes Wärmeübertragungsrohr (4) umfassen,
wobei ein Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs (1) mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr (4) verbunden ist und das andere Ende des horizontalen Wärmeübertragungsrohrs (1) mit dem Pumpenaggregat (9) verbunden ist, und wobei das andere Ende des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) ebenfalls mit dem Pumpenaggregat (9) verbunden ist,
wobei das horizontale Wärmeübertragungsrohr (1) in der Stahlblechstruktur eingebettet und durch diese befestigt ist,
wobei ein eingebetteter Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) durch die geneigten Löcher (5) hindurchgeht und durch eine Stahlstabhalterung (3) im Inneren des . vorgefertigten Rohrpfahls (2) befestigt ist;
und wobei die Verbindung der Wärmeübertragungsbestandteile (1, 2) der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle (2) eine Reihenverbindung oder eine Parallelverbindung umfasst.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden des vorgefertigten Rohrpfahls (2) und der vorgefertigte Rohrpfahl (2) zusammen aus Stahlbeton vorgefertigt sind; wobei der vorgefertigte Rohrpfahl (2) ein Spannbetonrohrpfahl ist, wobei der Außendurchmesser des Pfahlkörpers des vorgefertigten Rohrpfahls 600-800 mm beträgt, und wobei der Innendurchmesser 300-400 mm beträgt, und wobei die Länge des Pfahlkörpers des vorgefertigten Rohrpfahls (2) 7-12 m beträgt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Löcher (5) Rundlöcher sind, die einen Innendurchmesser von 25-40 mm haben, wobei eine Öffnung jedes geneigten Lochs (5) an der Innenwand niedriger liegt als die Öffnung des jeweiligen geneigten Lochs (5) an der Aussenwand, wobei die geneigten Löcher einen Neigungswinkel von 0-60° haben, wobei die an der Innenwand des Rohrpfahls befindlichen Öffnungen der geneigten Löcher (5) einen Abstand von 400-800 mm zum oberen Ende des Rohrpfahls haben, und wobei die beiden geneigten Löcher (5) V-förmig symmetrisch angeordnet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das horizontale Wärmeübertragungsrohr (1) und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr (4) jeweils aus Polyethylen hergestellt sind; wobei bei einer Reihenverbindung der Wärmeübertragungsrohrbestandteile (1, 4) im horizontalen Inneren der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle das horizontale Wärmeübertragungsrohr (1) und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr (4) mit jeweils einem Außendurchmesser von 20-40 mm und einer Wanddicke von 5-8 mm miteinander identisch sind; und wobei bei einer Parallelverbindung der Wärmeübertragungsrohrbestandteile im horizontalen Inneren der jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle das horizontale Wärmeübertragungsrohr (1) einen Außendurchmesser von 30-50 mm und das senkrechte Wärmeübertragungsrohr (4) einen Außendurchmesser von 20-40 mm hat und die beiden eine Wanddicke von jeweils 5-8 mm haben; und wobei die Form des eingebetteten Abschnitts des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) eine Einzel-U-Form, eine Doppel-U-Form, eine W-Form oder eine Spiralform umfasst.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (6) durch Vierkantstahl hergestellt ist und eine Breite und eine Dicke jeweils von 20-30 mm sowie eine Länge von 100-150 mm hat, wobei die im vorgefertigten Rohrpfahl (2) verankerte Länge des Stifts 50-100 mm und sein Abstand zum oberen Pfahlende 200-300 mm beträgt.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlblech (7) kreisförmig ausgebildet ist, wobei der Durchmesser 300-400 mm und die Dicke 5-10 mm beträgt, und wobei das Stahlblech (7) zur Innenwand des vorgefertigten Rohrpfahls tangential ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlstabhalterung (3) vier senkrechte Stahlstäbe und vier radiale Stahlstäbe umfasst; wobei die senkrechten Stahlstäbe einen Durchmesser von 10-20 mm haben und alle zwei von ihnen mit einem identischen Abstand zueinander symmetrisch verteilt sind und der Abstand zwischen den beiden 200-300 mm beträgt; und wobei alle zwei radialen Stahlstäbe ebenfalls mit einem identischen Abstand zueinander in einer kreuzförmigen Anordnung verteilt sind und einen Durchmesser von 10-20 mm haben, und wobei die Länge zur Innenwand des Rohrpfahls tangential ist und 300-400 mm beträgt, und wobei die radialen Stahlstäbe mit einem identischen Abstand von 200-300 mm entlang den senkrechten Stahlstäbe verteilt sind; und wobei die senkrechten Stahlstäbe und die radialen Stahlstäbe durch eine Bindeverbindung oder eine Schweißverbindungverbunden sind.
8. Verfahren zum Einbau einer Anordnung gemäss einem der Ansprüche 1-7, die eine in einem vorgefertigten Rohrpfahl (2) eingebettete Wärmeübertragungsleitung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
1) Herstellung des vorgefertigten Rohrpfahls (2): der Boden des Stahlbetons und der untere Teil des Rohrpfahls (2) werden zusammen vorgefertigt, wobei seitlich des Pfahlabschnitts am oberen Ende des Rohrpfahls geneigte Löcher (5) vorgesehen sind, und wobei die geneigten Löcher (5) derart angeordnet sind, dass eine jeweilige Öffnung an der Innenwand tiefer liegt als eine jeweilige Öffnung an der Aussenwand; und wobei an der Innenwand des Pfahls ein Stift (6) mit einem Abstand von 200-300 mm zum oberen Pfahlende des Rohrpfahls angeordnet ist; wobei das gleiche Verfahren zur Herstellung weiterer vorgefertigter Rohrpfähle (2) angewendet wird;
2) Former des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) und dessen Verbindung mit einer Stahlstabhalterung (3): alle zwei von vier senkrechten Stahlstäben sind mit einem identischen Abstand zueinander symmetrisch angeordnet, wobei dann vier radiale Stahlstäbe in einer kreuzförmigen Anordnung verteilt sind und an den Kontakten zwischen den radialen und senkrechten Stahlstäben eine Bindeverbindung oder eine Schweißverbindung hergestellt ist; und wobei anschließend durch die Bindeverbindung zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr und den senkrechten Stahlstäben sowie radialen Stahlstäben der eingebettete Abschnitt des Hauptkörpers des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) an der Stahlstabhalterung (3) befestigt ist, und wobei die Form des eingebetteten Abschnitts des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) eine Einzel-U-Form, eine Doppel-U-Form, eine W-Form und eine Spiralform umfasst;
3) Versenken des Pfahls: mit einem Verfahren des statischen Drucks oder einem Vibrationsverfahren werden die jeweiligen vorgefertigten Rohrpfähle (2) nacheinander in der Erde versenkt, und die Pfahlverbindungsarbeiten zwischen den jeweiligen Rohrverbindungen durchgeführt werden;
4) Einbau des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4): nach der Herstellung aller vorgefertigten Rohrpfähle (2) wird die Pfahlumgebungserde des Abschnitts des oberen Pfahlendes ausgegraben, wobei die geneigten Löcher (5) des Rohrpfahls (2) am oberen Pfahlende gereinigt werden; und wobei die schon mit dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr (4) verbundene Stahlstabhalterung (3) bis zur vorgesehenen Tiefe versenkt wird, und wobei das senkrechte Wärmeübertragungsrohr (4) durch die geneigten Löcher (5) des Rohrpfahls (2) hinausgeführt, und wobei die an der Einlass- und Auslasskontaktstelle zwischen dem senkrechten Wärmeübertragungsrohr (4) und den geneigten Löchern (5) des Rohrpfahls befindliche Außenseite des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs mit einem Schaumstoff verbunden und dadurch gegen Verschleiß geschützt wird; und wobei gleichzeitig ein außerhalb des Rohrpfahls (2) und der oberen Struktur gelegener, exponierter Abschnitt des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) mit einer Schicht von wärmedämmendem Material umhüllt ist;
3) Die Bauschritte 3) und 4) werden wiederholt, um den Bau der Pfahlverbindungen mehrerer vorgefertigter Rohrpfähle (2) und die Platzierung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) zu beenden, wobei eine Wasserdurchgangsspülung des senkrechten Wärmeübertragungsrohrs (4) durchgeführt und die Dichtheit des eingebauten senkrechten Wärmeübertragungsrohrs geprüft wird; und wobei anschließend das Innere des vorgefertigten Rohrpfahls (2) mit Wasser oder Öl gefüllt wird, welches als Wärmeübertragungsmedium zwischen dem Wärmeübertragungsrohr und dem vorgefertigten Rohrpfahl (2) verwendet wird;
6) Durchführen des Baus der Verankerung an der Verbindungsstelle zwischen der oberen Struktur und dem vorgefertigten Rohrpfahl (2): auf dem Stift (6) am oberen Ende des vorgefertigten Pfahls ist ein Stahlblech (7) mit einem gleichen Durchmesser wie die Innenwand des Rohrpfahls platziert, wobei anschließend Verankerungsstahlstäbe und Stahlstäbe der oberen Struktur gebunden werden, und wobei mittels der Stahlblechstruktur das horizontale Wärmeübertragungsrohr (1) gebunden und eingebettet wird; und wobei dann das senkrechte Wärmeübertragungsrohr (4) in die obere Struktur hinausgeführt und mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr verbunden wird, und wobei die obere Struktur eine Plattform, ein Plattenfundament oder eine Platte umfasst;
7) Bau der oberen Struktur: Eingießen des Betons am Geschehensort, um den Pfahlkern des Rohrpfahls des Oberteils des Stifts und die obere Struktur zu füllen;
8) Anbringen eines mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr (1) verbundenen externen Wassersammlers und einer Pumpenmaschine, um eine Wasserdurchgangsspülung für das gesamte Wärmeübertragungsrohrsystem durchzuführen und das Wasserdurchgangsvermögen des Wärmeübertragungsrohrsystems zu prüfen; wobei die Einbettung des Wärmeübertragungsrohrs im gesamten vorgefertigten Rohrpfahl (2) und seine Verbindung mit dem horizontalen Wärmeübertragungsrohr (1) abgeschlossen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (4) ein poröses oder faseriges wärmedämmendes Material verwendet wird, einschließlich Schlackenwolle und Styropor, wobei die Dicke der Umhüllungsschicht 5 bis 10 mm ist.
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